本发明涉及一种利用修饰蛋白酶对羊毛织物进行防毡缩整理的方法，尤其是一种利用还原peg修饰的蛋白酶对羊毛织物进行防毡缩整理的方法，属于毛纺行业中毛织物染整加工技术领域。
背景技术：
羊毛纤维具有很多优良品质，是一种比较高档的纺织材料。但是，羊毛纤维表面特殊的鳞片结构，导致了纤维的顺向和逆向摩擦系数差异较大，纤维移动时会产生定向摩擦效应，这使得毛织物在洗涤过程中，发生毡缩现象。此外，羊毛良好的弹性和卷曲性，也促进了毡缩现象的产生。
为满足“机可洗”的需求，科研工作者已经开发出多种羊毛防毡缩整理技术，概括起来可分为三类：减法、加法以及加-减联合法。目前，工业上应用最成功的防毡缩技术是氯化-hercosett联合处理，但是该整理工艺的废液中含有大量不易降解、对环境和人体具有潜在危害的可吸附有机卤化物，且经过该方法处理后的羊毛纤维容易泛黄、色泽不鲜艳，造成服装档次降低。
羊毛的酶法防毡缩是最有希望代替氯化防毡缩的一种绿色整理技术，蛋白酶防毡缩整理主要是利用酶分子对羊毛的水解作用，破坏鳞片层，达到防毡缩目的。蛋白酶的使用条件温和，废液易降解，非常符合环保要求。经蛋白酶处理后的羊毛织物手感柔软，更有光泽，抗起球性明显改善。但是，酶法防毡缩整理也存在很多问题，如成本高，处理不均匀等，其中酶法整理过程中伴随着严重的纤维强力损失问题亟待解决。通常可用于防毡缩整理的蛋白酶分子量相对较小，同时由于羊毛表面鳞片的化学惰性，酶分子倾向于从鳞片间隙扩散进入羊毛主体，水解主体细胞，造成纤维重量和强力的严重损失，极大影响其穿着使用性。为解决这个问题，近年来，采用化学法对蛋白酶进行修饰改造，增大蛋白酶的分子量和体积，从而限制蛋白酶分子作用范围的研究越来越受到关注。用蛋白酶对羊毛进行防毡缩整理时，首先需要对羊毛表面进行氧化或氯化预处理，以去除表面类脂的长碳链，增加纤维表面的亲水性，然后再用蛋白酶进行处理，去除羊毛表面鳞片，但化学预处理往往容易造成纤维损伤，且处理的均匀度也不够理想。更重要的是，由于酶的专一性特性，蛋白酶只能专一催化水解肽键，其对羊毛鳞片中大量的胱氨酸残基形成的二硫键交联难以作用，使得对羊毛鳞片的降解破坏作用受到很大限制，防毡缩效果也因此受到影响。
技术实现要素：
为了解决现有蛋白酶对羊毛强力损伤较大、预处理不够均匀、对鳞片二硫键无降解作用等问题，本发明提供了一种新型的蛋白酶修饰方法，即采用含有还原性基团的hs-peg-cooh(巯基-聚乙二醇-羧基)对蛋白酶进行修饰，一方面将高聚物peg通过化学反应引入蛋白酶大分子结构中提高其分子量，使得蛋白酶不易通过鳞片间隙处的细胞间质cmc扩散进入羊毛主体、水解主体细胞，而是将作用位点聚焦在鳞片层上，另一方面修饰后的蛋白酶含有可破坏羊毛鳞片中二硫键的还原基团(巯基)，可实现蛋白酶既作用在鳞片上又能通过有效催化断裂二硫键而破坏、去除鳞片的目的，从而获得理想的防毡缩效果。
本发明的技术方案：先将hs-peg(巯基-聚乙二醇)含有的巯基保护，然后用该peg修饰蛋白酶，之后再脱去巯基保护基，以此来作用羊毛织物，即可一步实现破坏羊毛鳞片且限制反应只发生在纤维表面，从而达到防毡缩效果。
具体，可采用以下步骤：
(1)hs-peg-cooh(巯基-聚乙二醇-羧基)中巯基的保护过程：取1-5μmol的hs-peg-cooh，加入100-350μmol的甲氧甲基异氰酸酯，溶于dmf(二甲基甲酰胺)中，在室温下搅拌，5-10min后用乙酸进行凝胶过滤，分离产物和缓冲液；
(2)巯基保护的hs-peg-cooh修饰蛋白酶过程：先将巯基保护的hs-peg-cooh溶解在水中，配制成20g/l溶液，备用，配制反应液，调节ph至4.6-6.0，最终体系中含有800u/ml左右的蛋白酶、8g/lhs-peg-cooh；先在室温下震摇30-45min，充分混匀后，加入40mmol/ledc[1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺]，继续于室温反应1-4h，反应结束后，用50mmol/lph4.6-6.0的醋酸缓冲液透析，除去反应液中游离的hs-peg-cooh和edc等，得到化学修饰后的蛋白酶；
(3)hs-peg-cooh修饰的蛋白酶脱保护基及处理羊毛过程：将(2)中获得的改性蛋白酶溶解在tris/hcl缓冲液(ph9.5)中，制成酶活2-8u/ml的蛋白酶处理液，加入甘氨酸来捕集脱掉的甲氧甲基氰酸酯，并在充氮气环境下室温放置60min，之后将羊毛织物放入其中，于30-60℃、浴比1:25-50条件下处理0.5-2小时，反应结束升温至85℃处理10min使蛋白酶高温失活，最后将羊毛织物充分水洗，烘干。
所述步骤(1)、(2)操作全过程均避光较好。
所述步骤(1)中hs-peg-cooh可用0.2mol/l的琥珀酸钠缓冲液配制成ph值为4.0的溶液。
所述蛋白酶可以为碱性蛋白酶。
所述步骤(3)中灭酶后羊毛织物依次分别以热水和冷水充分水洗。
所述羊毛织物包括全毛华达呢、凡立丁坯布。
本发明的优点和效果：
(1)本发明利用hs-peg-cooh修饰蛋白酶，提高了蛋白酶的分子量，限制反应只发生在纤维表面，减少蛋白酶对纤维主体的损伤，羊毛无需预处理。
(2)本发明利用hs-peg-cooh修饰的蛋白酶，使还原基团和蛋白酶协同破坏羊毛鳞片中的二硫键和肽键，工艺过程简单。
(3)本发明利用hs-peg-cooh修饰的蛋白酶处理羊毛织物，使其具有防毡缩效果，比传统的氯化法更符合现代绿色生态、健康环保的要求。
具体实施方式
减量率：
减量率(％)＝(羊毛处理前的干重-羊毛处理后的干重)/羊毛处理前的干重×100％。
毡缩率：
面积收缩率(％)＝(洗涤前面积-洗涤后面积)/洗涤前面积×100％。
强力损失：
强力损失(％)＝(未处理羊毛断裂强力-羊毛处理后的断裂强力)/未处理羊毛断裂强力×100％。
实施例1
织物品种：全毛华达呢。
(1)hs-peg-cooh中巯基的保护过程：取1μmol的hs-peg-cooh(用0.2mol/l的琥珀酸钠缓冲液配制，ph值为4.0)，加入350μmol的甲氧甲基异氰酸酯，溶于150μl的dmf中，在室温下搅拌，5min后用乙酸进行凝胶过滤，分离产物和缓冲液；
(2)保护的hs-peg-cooh修饰蛋白酶过程：先将还原peg溶解在水中，配制成20g/l溶液，备用，配制反应液，调节ph至4.6，最终体系中含有5％(v/v)蛋白酶、8g/lhs-peg-cooh。先在室温下震摇30min，充分混匀后，加入40mmol/ledc，继续于室温反应4h，反应结束后，用50mmol/lph4.6的醋酸缓冲液透析，除去反应液中游离的hs-peg-cooh和edc等，得到化学修饰后的蛋白酶；
(3)hs-peg-cooh修饰的蛋白酶脱保护基及处理羊毛过程：将(2)中获得的改性蛋白酶溶解在tris/hcl缓冲液(ph9.5)中，制成酶活4u/ml的蛋白酶处理液，加入甘氨酸来捕集脱掉的甲氧甲基氰酸酯，并在充氮气环境下室温放置60min，之后将羊毛织物放入其中，于55℃、浴比1:25条件下处理1小时，反应结束升温至85℃处理10min使蛋白酶高温失活，最后将羊毛织物充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后试样的减量率为2.62％，毡缩率6.1％，强力损失4.74％。
对照样：经过h2o2预处理(h2o25ml/l，ph8.5，温度55℃，时间60min，浴比1:25)，再用蛋白酶处理(蛋白酶4u/ml，ph8.5tris-hcl缓冲液，温度55℃，时间60min，浴比1:25)处理的羊毛织物。对照样的减量率为6.85％，毡缩率为8.3％，强力损失22.64％。
羊毛织物经过hs-peg-cooh修饰的蛋白酶处理后的防毡缩效果优于h2o2预处理/蛋白酶处理的效果，强力损失显著降低。
实施例2
织物品种：凡立丁坯布。
(1)hs-peg-cooh中巯基的保护过程：取1.5μmol的hs-peg-cooh(用0.2mol/l的琥珀酸钠缓冲液配制，ph值为4.0)，加入250μmol的甲氧甲基异氰酸酯，溶于150μl的dmf中，在室温下搅拌，10min后用乙酸进行凝胶过滤，分离产物和缓冲液；
(2)保护的hs-peg-cooh修饰蛋白酶过程：先将hs-peg-cooh溶解在水中，配制成20g/l溶液，备用，配制反应液，调节ph至6.0，最终体系中含有5％(v/v)蛋白酶、8g/lhs-peg-cooh。先在室温下震摇40min，充分混匀后，加入40mmol/ledc，继续于室温反应3h，反应结束后，用50mmol/lph6.0的醋酸缓冲液透析，除去反应液中游离的hs-peg-cooh和edc等，得到化学修饰后的蛋白酶；
(3)hs-peg-cooh修饰的蛋白酶脱保护基及处理羊毛过程：将(2)中获得的改性蛋白酶溶解在tris/hcl缓冲液(ph9.5)中，制成酶活8u/ml的蛋白酶处理液，加入甘氨酸来捕集脱掉的甲氧甲基氰酸酯，并在充氮气环境下室温放置60min，之后将羊毛织物放入其中，于60℃、浴比1:50条件下处理1.5小时，反应结束升温至85℃处理10min使蛋白酶高温失活，最后将羊毛织物充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，试样的减量率为3.02％，毡缩率5.7％，强力损失4.93％。
对照样：经过h2o2预处理(h2o25ml/l，ph8.5，温度55℃，时间60min，浴比1:25)，再用蛋白酶处理(蛋白酶8u/ml，ph8.5tris-hcl缓冲液，温度60℃，时间90min，浴比1:50)处理的羊毛织物。对照样的减量率为6.56％，毡缩率为9.2％，强力损失22.64％。
经过hs-peg-cooh修饰的蛋白酶处理的羊毛织物的防毡缩效果优于h2o2预处理/蛋白酶处理的效果。
对照例1(采用不含巯基peg修饰蛋白酶处理羊毛)
织物品种：凡立丁坯布。
(1)peg-cooh修饰蛋白酶过程：先将peg-cooh溶解在水中，配制成20g/l溶液，备用，配制反应液，调节ph至6.0，最终体系中含有5％(v/v)蛋白酶、8g/lpeg-cooh。先在室温下震摇40min，充分混匀后，加入40mmol/ledc，继续于室温反应3h，反应结束后，用50mmol/lph6.0的醋酸缓冲液透析，除去反应液中游离的peg-cooh和edc等，得到化学修饰后的蛋白酶；
(2)peg-cooh修饰的蛋白酶处理羊毛过程：将(1)中获得的改性蛋白酶溶解在tris/hcl缓冲液(ph9.5)中，制成酶活8u/ml的蛋白酶处理液，将羊毛织物放入其中，于60℃、浴比1:50条件下处理1.5小时，反应结束升温至85℃处理10min使蛋白酶高温失活，最后将羊毛织物充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，试样的减量率为2.02％，毡缩率9.7％，强力损失4.88％。
可以看出，采用不含巯基peg修饰蛋白酶处理羊毛织物，强力损失水平与巯基peg修饰蛋白酶处理羊毛结果接近，但是两种修饰蛋白酶处理羊毛织物的毡缩率有明显差异，巯基peg修饰蛋白酶处理羊毛织物的防毡缩性能更好(6.1％)，这是由于巯基peg修饰蛋白酶对羊毛鳞片层有更好的降解作用。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。